CN104316635A - 水果风味品质的快速鉴别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水果风味品质的快速鉴别方法，包括如下步骤：目标水果中挥发性成分的富集和检测，分别得到各目标水果样品中香气的原始色谱图；剔除差异较大样品，筛选品质稳定的样品；提取筛选出的目标水果样品中共有挥发性成分；去除共有挥发成分中对于目标水果风味形成无任何贡献的化合物，筛选出共有模式特征香气成分；将共有模式特征香气成分的相对保留指数和相对含量分别取平均值，从而构建特征香气标准指纹信息；检测待鉴别样品中共有模式特征香气成分的相对含量，采用相似度评价计算出各待鉴别样品与共有模式的相似度，如相似度低于相似度阈值，则待鉴别样品与目标水果不符合。本发明方法能快速评定水果品质质量，反映水果的真实风味品质。

Description

水果风味品质的快速鉴别方法

技术领域

本发明涉及水果风味品质检测技术领域，尤其涉及一种水果风味品质的快速鉴别方法。

背景技术

不同的水果具有不同的风味，即使是相同的品种，由于产地等原因也会具有不同的风味。水果的风味是消费者选择的重要因素。由于人工催熟等因素的影响同一产地、相同品种的水果也会产生不同的风味。尤其是一些具有特殊风味、广受消费者喜爱的水果经常会有假冒的情况发生。

以库尔勒香梨为例，库尔勒香梨属蔷薇科(Rosaceae)梨亚科(Pomoideae)、梨属(Pyrus.L)中的白梨系统，为瀚海梨(新疆梨的原始种)和鸭梨的自然杂交种，库尔勒香梨果实大小适中，香味浓郁，皮薄肉脆，清甜爽口，细嫩多汁，维生素C含量丰富,尤以芳香味最为独特而享誉疆内外，在国际市场上享有“中华蜜梨”、“梨中珍品”及“世界梨后”等众多美誉。产品远销日本、泰国、新加坡、加拿大、马来西亚等十多个国家和地区,深受国内外消费者喜爱，是新疆的特色果树品种之一。

库尔勒香梨因其独特的风味品质在国内外市场上具有重要的地位，其中香气成分对库尔勒香梨独特风味有着极其重要的影响。现有大多数香梨品种风味品质不稳定，其浓郁香气在贮藏、运输及销售过程中丧失程度明显。与此同时，基于库尔勒香梨较高的经济价值，部分不法商贩为牟取利益最大化，将库尔勒香梨提前采摘，后采用添加催熟剂的方式提早将库尔勒香梨市场化，导致库尔勒香梨风味特征的急剧降低。上述问题已经成为限制目标水果产业发展的瓶颈。亟待需要一种能够真实反应库尔勒香梨品质、并能对人工催熟及掺假仿冒样品进行鉴别的方法，为目标水果市场准入及监管体系构建与完善提供借鉴。

目前，我国对于水果品质质量的评定主要局限于其单纯的理化特性或感官分析。常规的理化指标包括糖和有机酸含量、可溶性固形物和果实的硬度等，这些指标仅能部分反应出果实的风味品质，研究发现某些样品其理化指标近似，风味品质却呈现明显差异，不能反映出水果果实的真实风味品质。因此亟待一种水果风味品质的快速鉴别方法来评定水果品质质量，并能反映水果果实的真实风味品质。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种水果风味品质的快速鉴别方法，主要目的是快速评定水果品质质量，并能反映水果果实的真实风味品质。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种水果风味品质的快速鉴别方法，包括如下步骤：

目标水果样品中挥发性成分的富集和检测，分别得到各目标水果样品中香气的原始色谱图；

剔除差异较大样品，筛选品质稳定的正常目标水果样品进行后续目标水果标准指纹信息的构建；

提取筛选出用于后续目标水果标准指纹信息构建的正常目标水果样品中共有挥发性成分；

去除共有挥发成分中对于目标水果风味形成无任何贡献的化合物，筛选出共有模式特征香气成分；

将所述共有模式特征香气成分的相对保留指数和相对含量分别取平均值，作为目标水果香气成分的标准特征信息，从而构建目标水果特征香气标准指纹信息；

检测待鉴别样品中所述共有模式特征香气成分的相对含量，采用相似度评价计算出各待鉴别样品与目标水果共有模式的相似度，和/或通过主成分分析对待鉴别样品品质属性进行判别，如相似度低于相似度阈值和/或待鉴别样品的主成分分析得分与目标样品差异较大，则待鉴别样品与目标水果不符合。

作为优选，用于挥发性成分富集和检测的目标水果样品选自不同产地和批次，采用固相微萃取方法结合气相色谱质谱联用(SPME-GC-MS)技术对目标水果样品中的挥发性成分进行富集和检测分析。

作为优选，挥发性成分的富集具体步骤如下：目标水果样品采用低速榨汁，精密称取混和均匀的样品1.0～10.0g，放入至固相微萃取瓶中，迅速盖上瓶盖，将样品瓶放入到35～65℃恒温水浴中，待样品保持为恒温状态时，将老化的固相微萃取萃取头插入样品瓶中，同时推出纤维头，顶空平衡吸附10～60min，吸附后，立即收回纤维头，同时将SPME(固相微萃取)移至GC(气相色谱)中，在250℃条件下解析2～20min。

作为优选，挥发性成分的检测具体步骤如下：采用气相色谱质谱联用技术对富集的挥发性成分进行检测，其中

其色谱条件如下：美国Finnigan Trace GC/MS，采用DB-WAX毛细管柱，载气为99.999％氦气，流速为1.8mL/min，检测器温度为250℃，进样口温度为250℃，色谱柱升温方式为程序升温，起始柱温为40℃，保持3min，以6℃/min的升温速度升到230℃，保持5min，无分流进样；

质谱条件：电离方式为EV，电子能量70eV，灯丝发射电流为200μA，离子源温度为200℃，接口温度为250℃，扫描质量范围为35～450amu。

作为优选，所述挥发性成分分析包括挥发性成分的定性和定量分析，具体步骤如下：

定性分析采用将样品色谱图中的每个峰与Willey和NIST数据库中的已知化合物的质谱数据进行比对，同时通过比对文献化合物中的科瓦茨保留指数对所得化合物进行定性；

定量分析采用1,2-二氯苯作为内标物进行定量分析，根据被测化合物和内标物相应的色谱峰面积之比，来计算被测组分的相对含量。

作为优选，科瓦茨保留指数采用C6-C26的正构烷烃混合物为标准，在与样品相同色谱测定条件下将其进样，通过以下公式计算科瓦茨保留指数KI，KI＝100Z+100[TR(X)-TR(Z)]/[TR(Z+1)-TR(Z)]，式中：TR(X)、TR(Z+1)、TR(Z)分别代表组分及碳原子数为Z、Z+1的正构烷烃的保留时间(min)；Z为碳原子数。

作为优选，将所述不同样品香气原始色谱图信息导出，将各色谱峰的峰面积进行标准化处理后与样品号建立矩阵，采用系统聚类法对上述样品进行聚类分析以筛选品质稳定的正常目标水果样品。

作为优选，筛选目标水果样品的具体步骤为：将所述不同样品香气原始谱图信息导出，将各色谱峰的峰面积采用Z得分法进行标准化处理，将标准化后各色谱峰峰面积与样品号建立矩阵，采用组间联接法，以欧式距离为度量标准对上述样品进行聚类分析，剔除差异较大类别样品，筛选品质稳定的正常样品进行后续目标水果标准指纹信息的构建。

作为优选，共有挥发性成分的提取具体步骤如下：将所述经聚类分析筛选后用于构建标准指纹信息的目标水果样品经GC-MS分析，根据设置的峰宽和初始阈值，在谱峰分析过程中删除峰面积低于预定值和保留时间大于预定时间的峰，依此条件获得的图谱中，采用全频率法、中位法或人工挑选法提取出样品中的共有挥发性成分。

作为优选，在共有挥发性成分提取过程中，设置峰宽为0.02～0.10，初始阈值为0.10～3.00，在谱峰分析过程中删除峰面积低于10000和保留时间大于35min的峰，依此条件获得的图谱中提取出样品中的共有挥发性成分。

作为优选，通过GC-O检测筛选出共有模式特征香气成分，具体步骤如下：流出物在毛细管末端以2:1～1:10的分流比分别流入质谱检测器和嗅闻仪，嗅闻仪端口同时由6～10名经过培训的感官评价员进行嗅闻评定实验，记录每种香气物质被闻香员嗅闻到的次数，去除少于半数次数被嗅闻到的挥发性物质，筛选出共有模式特征香气成分。

作为优选，所述目标水果为新疆库尔勒香梨，构建的特征香气标准指纹信息包括标号为KF1～KF26的26个特征香气共有指纹峰，以1,2-二氯苯作为内标物为参比峰，26个共有指纹峰特征信息以科瓦茨保留指数KI和相对含量(相对峰面积±RSD)表示如下：KF1(890，2.077±0.97)、KF2(1038，1.008±3.73)，KF3(1072，0.457±2.67)，KF4(1080，6.234±1.38)，KF5(1118，0.061±2.02)、KF6(1135，0.090±5.42)、KF7(1160，0.146±0.52)、KF8(1196,0.560±2.22)、KF9(1234，1.238±4.29)、KF10(1257，1.031±0.09)、KF11(1273，0.045±1.26)、KF12(1298，0.149±0.39)、KF13(1333，0.074±2.35)、KF14(1344，0.103±1.97)、KF15(1360，0.097±1.38)、KF16(1371，0.044±5.12)、KF17(1378，0.094±3.52)、KF18(1394，0.067±0.89)、KF19(1398，0.179±2.07)、KF20(1433，0.196±2.31)、KF21(1474，0.279±0.78)、KF22(1535，0.172±2.73)、KF23(1544，0.051±1.98)、KF24(1556，0.516±3.02)、KF25(1598，0.086±4.02)、KF26(1792，0.198±3.01)。

作为优选，构建目标水果特征香气标准指纹信息之后通过计算保留时间和峰面积的相对标准偏差(RSD)进行验证，包括精密度试验、重复性试验和样品的稳定性试验，具体步骤如下：

通过对同一处理样品，重复连续进样5次，研究仪器的精密度；

将同一批次目标水果样品平行制备5份供试样品，研究方法的重复性；

将相同目标水果样品处理后，密封于室温条件下保存5d，分别在不同时间下进样分析，研究样品的稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明实施例提出的一种水果风味品质的快速鉴别方法对正常品质的目标水果、其它不同品种水果样品以及通过人工技术仿造、催熟及早熟的目标水果样品中香气成分进行了检测，通过气相色谱-质谱(GC-MS)结合气相色谱-嗅闻仪技术(GC-O)筛选出用于代表正常品质的目标水果特征香气因子，并对其设置了统一的定量标准，建立了目标水果特征香气标准指纹信息，可用于对目标水果品质质量进行快速的评定和监控。特征香气标准指纹信息构建主要基于香气成分作为风味品质的重要方面和构成指标对于不同产品风味品质的不同呈现以及食品标准指纹信息技术对于产品身份分析识别的唯一性，能够较为科学、准确的反映出库尔勒香梨整体风味品质特征性，具有分析时间短、灵敏度高、准确率高、实用性强等特点，可广泛用于人工催熟及掺假仿冒目标水果产品的快速鉴别，预期可为目标水果市场准入及监管体系构建与完善提供借鉴，同时为目标水果风味产品的开发及品质认证提供坚实的理论依据。本发明实施例提出的方法克服了现有技术局限于对目标水果挥发性成分初步定量分析(多采用面积归一的方法对香气进行分析，香气数据处理缺乏统一的标准)，不能有效的利用香气成分对目标水果品质进行鉴别，实用性不强等缺点，本发明通过添加内标物质建立样品香气分析统一相对标准，更为准确的构建目标水果香气成分定量标准。

附图说明

图1为新疆库尔勒香梨香气成分气相色谱质谱(GC-MS)图谱；

图2为新疆库尔勒香梨香气物质聚类分析；

图3为不同批次新疆库尔勒香梨GC-MS叠加图；

图4为库尔勒香梨样品和其它品种梨样品相似度分析；

图5为库尔勒香梨样品和其它不同品种梨样品PCA得分图；

图6为不同采摘期库尔勒香梨样品PCA得分图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

水果风味品质的快速鉴别方法，包括如下步骤：

目标水果样品中挥发性成分的富集和检测，分别得到各目标水果样品中香气的原始色谱图；

剔除差异较大样品，筛选品质稳定的正常目标水果样品进行后续目标水果标准指纹信息的构建；

提取筛选出用于后续目标水果标准指纹信息构建的正常目标水果样品中共有挥发性成分；

去除共有挥发成分中对于目标水果风味形成无任何贡献的化合物，筛选出共有模式特征香气成分；

将所述共有模式特征香气成分的相对保留指数和相对含量分别取平均值，作为目标水果香气成分的标准特征信息，从而构建目标水果特征香气标准指纹信息；

检测待鉴别样品中所述共有模式特征香气成分的相对含量，采用相似度评价计算出各待鉴别样品与目标水果共有模式的相似度，和/或主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)对待鉴别样品品质属性进行判别，如相似度低于相似度阈值和/或待鉴别样品的主成分分析得分与目标样品差异较大，则待鉴别样品与目标水果不符合。

香气成分是风味品质的重要方面和构成指标，不同香气成分种类、数量和组成构成了不同产品独特的风味品质，因此本发明实施例的方法通过对目标水果中共有特征挥发性成分种类和含量的特点进行评估，建立一种其特征香气特定标准作为目标水果品质控制的有效手段，具有分析时间短、灵敏度高、准确率高、实用性强等特点。

作为上述实施例的优选，用于挥发性成分富集和检测的目标水果样品选自不同产地和批次，从而可以更加客观地取得最终的实验结果，取得的特征香气标准指纹信息更具有代表性；采用固相微萃取方法结合气相色谱质谱联用(SPME-GC-MS)技术对目标水果样品中的挥发性成分进行富集和检测分析。采用气相色谱-质谱联用技术易于实现本发明方法。挥发性成分的富集具体步骤如下：目标水果样品采用低速榨汁，精密称取混和均匀的样品1.0g～10.0g(优选为3.0g)，放入至固相微萃取瓶中，迅速盖上瓶盖，将样品瓶放入到35～65℃(优选为55℃)恒温水浴中，待样品保持为恒温状态时，将老化的固相微萃取萃取头插入样品瓶中，同时推出纤维头，顶空平衡吸附10～60min(优选为30min)，吸附后，立即收回纤维头，同时将SPME(固相微萃取)移至GC(气相色谱)中，在250℃条件下解析2～20min，优选为10min。

作为上述实施例的优选，挥发性成分的检测具体步骤如下：采用气相色谱质谱联用技术对富集的挥发性成分进行检测，其中

其色谱条件如下：美国Finnigan Trace GC/MS，采用DB-WAX毛细管柱，载气为99.999％氦气，流速为1.8mL/min，检测器温度为250℃，进样口温度为250℃，色谱柱升温方式为程序升温，起始柱温为40℃，保持3min，以6℃/min的升温速度升到230℃，保持5min，无分流进样；

质谱条件：电离方式为EV，电子能量70eV，灯丝发射电流为200μA，离子源温度为200℃，接口温度为250℃，扫描质量范围为35～450amu。

作为上述实施例的优选，挥发性成分分析包括挥发性成分的定性和定量分析，具体步骤如下：

定性分析采用将样品色谱图中的每个峰与Willey和NIST数据库中的已知化合物的质谱数据进行比对，同时通过比对文献化合物中的科瓦茨保留指数对所得化合物进行定性；

定量分析采用1,2-二氯苯作为内标物进行定量分析，根据被测化合物和内标物相应的色谱峰面积之比，来计算被测组分的相对含量。

作为上述实施例的优选，科瓦茨保留指数采用C6-C26的正构烷烃混合物为标准，在与样品相同色谱测定条件下将其进样，通过以下公式计算科瓦茨保留指数KI，KI＝100Z+100[TR(X)-TR(Z)]/[TR(Z+1)-TR(Z)]，式中：TR(X)、TR(Z+1)、TR(Z)分别代表组分及碳原子数为Z、Z+1的正构烷烃的保留时间(min)；Z为碳原子数。

作为上述实施例的优选，筛选目标水果样品的具体步骤为：将所述不同样品香气原始谱图信息导出，将各色谱峰的峰面积采用Z得分法进行标准化处理，将标准化后各色谱峰峰面积与样品号建立矩阵，采用组间联接法，以欧式距离为度量标准对上述样品进行聚类分析，剔除差异较大类别样品，筛选品质稳定的正常样品进行后续目标水果标准指纹信息的构建。

作为上述实施例的优选，共有挥发性成分的提取具体步骤如下：将所述经聚类分析筛选后用于构建标准指纹信息的目标水果样品经GC-MS分析，根据设置的峰宽和初始阈值，在谱峰分析过程中删除峰面积低于预定值和保留时间大于预定时间的峰，依此条件获得的图谱中，采用全频率法、中位法或人工挑选法提取出样品中的共有挥发性成分。

作为上述实施例的优选，在共有挥发性成分提取过程中，设置峰宽为0.02～0.10，初始阈值为0.10～3.00，在谱峰分析过程中删除峰面积低于10000和保留时间大于35min的峰，依此条件获得的图谱中提取出样品中的共有挥发性成分。

作为上述实施例的优选，通过GC-O检测筛选出共有模式特征香气成分，具体步骤如下：流出物在毛细管末端以2:1～1:10的分流比分别流入质谱检测器和嗅闻仪，嗅闻仪端口同时由6～10名经过培训的感官评价员进行嗅闻评定实验，记录每种香气物质被闻香员嗅闻到的次数，去除少于半数次数被嗅闻到的挥发性物质，筛选出共有模式特征香气成分。

下面以新疆库尔勒香梨为目标水果对本发明方法的技术方案及效果进行详细描述。

库尔勒香梨样品分别从新疆库尔勒、轮台、尉犁、和硕等8个主产区的15个种植示范园区，依据采样的基本原则共采集23个不同批次成熟的库尔勒香梨，每一批次取样20-30个，所有梨样品均选自完熟样品，经人工采摘后保存于0℃冷库待测。

将香梨样品(随机或代表性原则每批次取8-10个即可)用流动的水进行清洗，去除果核和种子部位，低温压制成浆状，低温搅拌均匀后，准确称取3.0g样品至15mL顶空瓶中，加入1.0g的氯化钠以便于降低挥发性成分的损失同时避免褐变，同时加入4μL0.5μg/μL1,2-二氯苯作为内标物质。迅速盖上瓶盖，将样品瓶放入到55℃恒温水浴中，待样品温度升至55℃时，将老化的固相微萃取萃取头(75μmCAR/PDMS)插入样品瓶中，同时推出纤维头，顶空平衡吸附30min。吸附后，立即收回纤维头，移至GC中，在250℃条件下解析10min。采集的香气成分使用气相色谱质谱联用仪(美国Finnigan Trace GC/MS)进行检测，得到图1所示的库尔勒香梨香气成分的原始图谱。具体检测条件为：采用DB-WAX毛细管柱(J&W Scientific Inc.,Folsom,CA,USA,30m×0.25mm×0.25μm)，载气为99.999％氦气，流速为1.8mL/min。检测器温度：250℃，进样口温度：250℃。色谱柱升温方式为程序升温，起始柱温为40℃(保持3min)，以6℃/min的升温速度升到230℃，保持5min，无分流进样。质谱条件：电离方式为EV，电子能量70eV，灯丝发射电流为200μA，离子源温度为200℃，接口温度为250℃，扫描质量范围为35～450amu。为了达到分析便捷的效果，具体分析时剔除峰面积小于10000(含量太低)、保留时间大于35min的峰(高沸点化合物，一般来说没有香气)。对所检测到的组分进行NIST和Willey数据库中的已知化合物的质谱数据进行比对，化合物鉴定以相似度(SI)和逆检索相似指数(RSI)＞800进行选取，同时通过比对文献化合物中的科瓦茨保留指数对所得化合物进行定性分析，部分采用标准品进行定性，对所测的组分进行统计分析。

在实际检测分析过程中，发现由于产地与批次的差异，其香气物质的组成与含量存在相应的差异，同样如果库尔勒香梨本身存在质量问题也会影响最终标准指纹信息的构建效果。为了降低差异较大样品的影响，得到较为标准化的标准指纹信息信息，对23批不同产地和批次的库尔勒香梨中的GC-MS获得的谱图导出，将各香气物质色谱峰的峰面积采用内标物质进行统一处理后与样品号建立矩阵，应用SPSS软件采用系统聚类法对样品进行聚类分析，以欧式距离为度量标准，对变量标准化采用Z得分法，剔除差异较大样品，聚类分析结果用树状图表示，具体结果见图2。

由图2可知，样品3和样品4与其它样品之间存在较大的差异，若将样品3和样品4引入标准指纹信息的构建，在共有峰数量无形遗漏的同时，库尔勒香梨特征峰选取的盲目性随机放大，同时降低了各谱图与共有模式的相似度，最终影响新疆库尔勒香梨标准指纹信息信息的准确性和可靠性。由聚类分析的结果可知，取阈值为8.5时，样品阈值分割后可分为3类，即G₁(14,23,15,6,16,2,8,18,11,7,17,5,13,22,10,20,12,21,1,9,19)、G₂(4)、G₃(3)。对照以上分析结果，选取第一类21个(样品号分别为14,23,15,6,16,2,8,18,11,7,17,5,13,22,10,20,12,21,1,9,19)不同产地库尔勒香梨样品进一步实施标准指纹信息分析。

库尔勒香梨共有特征香气模式的构建：提取筛选后得到的21批次品质稳定的正常库尔勒香梨样品中共有挥发性成分。由于某些化合物本身尤其以单一组分存在时没有任何风味或滋味的表征，对于样品特征风味的形成与追溯没有任何意义，为了降低样品GC-MS检测中的工作量，降低检测成本，同时结合GC-O的检测频率法选取检测频率﹥50％的物质作为共有特征香气物质用于库尔勒香梨标准指纹信息的构建。GC-O具体检测条件为：按照前面描述的过程，采用SPME提取库尔勒香梨样品中挥发性成分和GC-MS分析，流出物在毛细管末端以1:1的分流比流入质谱检测器和嗅闻仪。嗅闻仪端口由8名经过培训的感官评价员进行嗅闻评定实验，同一相对嗅闻时间内可以同时被8名感官评价员中的4名及以上人员感觉到时，记录结果，即被确认为库尔勒香梨特征香气物质，用于库尔勒香梨标准指纹信息的构建。

21批次品质稳定的正常库尔勒香梨样品中共检出103个色谱峰，共有色谱峰为39个(见表1)，共有峰面积比率为82.09％，结合GC-O检测频率法共筛选26个共有风味活性物质(结果见表1中KF1-KF26)。对26个共有香气成分相对峰面积和科瓦茨保留指数取其均值，依据以上信息来对共有峰进行进一步的分析，所建立的标准化标准指纹信息见表1和图3。峰号代表经GC-MS测定获得的39个共有峰，代号KF1-KF26代表结合GC-O检测获得的26个共有特征香气物质。

由表1可以看出，酯类和醛类是梨中的主要香气物质。其中，乙酸乙酯具有果香、甜香及奶油样气息，丁酸乙酯具有清甜、菠萝及苹果香气，乙酸丁酯具有清香、果香、梨样及香蕉香气，己酸乙酯具有果香、蜡香、酯香及花香气息，乙酸己酯具有水果香、清香、新鲜梨样及甜香，甲酸辛酯具有果香和甜香气息，是库尔勒香梨中的主要酯类物质，约占香梨中总酯含量的74％左右。醛类物质，如己醛具有花香和清香，在香梨样品中占有较高的含量(1.521μg/g)。此外，其它挥发性物质，包括2-丁烯酸乙酯(具有果香、金属味和轻微的肉香)，(Z)-3-己烯酸乙酯具有甜香、清香及菠萝蜜样香气)，2-己烯酸乙酯(具有清香及发酵味)，丁酸己酯(具有酯香、果香及清香气息)，甲酸辛酯(具有果香及甜香)，3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(具有树叶香气)，(Z)-4-癸烯-1-醇(具有脂肪及蜡样气息)和壬醛(具有桔子、新鲜玫瑰及脂肪样气息)均有所呈现。这些物质的存在可能对于库尔勒香梨样品特征风味的呈现有一定的贡献，有助于呈现不同种类梨的特征气味。

表1库尔勒香梨共有挥发性成分

新疆库尔勒香梨特征香气物质标准指纹信息的构建方法验证

测定方法的精确性直接关系到后续标准指纹信息信息采集的准确程度。考察测定方法的精确性包括精密度试验、重复性试验和样品的稳定性试验。验证试验可通过计算其保留时间和峰面积的相对标准偏差(RSD)计算得出。通过对同一处理样品，重复连续进样5次，研究仪器的精密度。将同一批次库尔勒香梨样品平行制备5份供试样品，研究方法的重复性。将相同库尔勒香梨样品处理后，密封于室温条件下保存5d，分别在不同时间下进样分析，研究样品的稳定性，结果见表2。

如表2所示，本发明方法保留时间的精密度低于0.73％，而峰面积的精密度在0.09％-3.21％之间；方法的重复性试验显示，各个峰的保留时间和峰面积的重复率的标准偏差分别低于0.46％和4.12％；样品在分别放置了不同时间后经分析发现，其样品稳定性的标准偏差(包括峰的保留时间和峰面积)也分别在0.07％-0.86％和0.13％-4.12％之间。表明本发明方法可行，符合标准指纹信息构建的要求，可以应用于库尔勒香梨标准指纹信息的构建。

表2精密度、重复性和稳定性实验

不同种类梨样品相似度分析

本发明中所检测的梨品种包括库尔勒香梨(K1-K25)、鸭梨(Y)、酥梨(S)、水晶梨(SJ)和贡梨(G)5种样品，所有梨样品均选自完熟样品，样品前处理及其香气成分的分析和数据的处理均按照上述方法进行GC-MS分析。

将经聚类分析后得到的21个品质稳定的正常样品中的对应组分谱峰取其相对峰面积的均值后，建立库尔勒香梨香气成分的共有模式(具体见表1)，以其为对照分别采用夹角余弦法、相关系数计算出各图谱与共有模式的相似度。

实验结果如图4所示，21批次品质稳定的库尔勒香梨样品标准指纹信息的相似度均达到0.80以上，说明所选样品在脂肪酸组成及其含量方面与对照标准指纹信息基本吻合，存在较高的相似度，所建立的标准指纹信息准确可靠。样品3、样品4和其它4种梨的相似度均低于0.80，这与聚类分析结果一致。在实际分析中，待测样品与指纹信息的相似度如果低于某一特定值，即可被看为不合格产品。基于以上结论，在实验中可通过设定合适的相似度阈值(0.80)作为库尔勒香梨风味质量控制的阈值。

库尔勒香梨的鉴别

本次检测的梨品种包括库尔勒香梨、鸭梨、酥梨、水晶梨和贡梨5种样品，所有梨样品均选自完熟样品。不同品种的梨样品包括30个不同批次库尔勒香梨样品(K1-K23为与聚类分析样品一致，K24-30为采集新样品)、其它品种梨样品鸭梨(Y1-Y5)、酥梨(S1-S5)、水晶梨(SJ1-SJ5)和贡梨(G1-G5)均选用5个不同批次样品。样品前处理及其香气成分的分析和数据的处理均按照前面库尔勒香梨特征香气标准指纹信息建立过程中所采用的方法进行GC-MS分析。依据建立的标准指纹信息数据(表1)对所有梨样品中的26种特征香气成分进行定性和定量分析，若某一样品中该特征物质未检出，记为0；其次，将各个分析样品谱图的原始数据进行Z标准化后合并成图谱矩阵，对其进行PCA分析。

以散点图为基础进行不同样品的分析，每个点分别代表一个样品，点与点之间的距离代表各个样品之间存在的特征差异程度。图5所示为各个品种梨样品主成分分析，其中PC1和PC2累计方差贡献为59.528％，能反映样品的大部分信息，因此保留前两个(PC1-PC2)主成分的样品分布图。依据PCA分析的基本原则，即样品在得分图上距离越接近，其香气组成及含量相似度就会越高。由图5可以看出21个不同批次的库尔勒香梨样品、7个未参与风味标准指纹信息构建的香梨样品及其它20个不同批次及品种的梨样品分别聚集在不同区域，表明库尔勒香梨样品和其它梨样品之间在二维空间上存在明显差异。

库尔勒香梨品质的快速鉴别

本次所检测的库尔勒香梨为不同采收期库尔勒香梨样品，包括30个不同批次正常完熟香梨样品(K1-K30，其中K1-K23为与聚类分析后所得样品一致，K24-K30为采集新样品)、10个提前1个月采摘样品(P1-P10)及10个提前采摘后经催熟剂催熟样品(R1-R10)。催熟样品采用商业乙烯利制剂，稀释300倍后，将提前采摘样品浸入浸泡1min，阴干后，于室温下保持5d，保存于0℃冷库。样品前处理及其香气成分的分析和数据的处理均按照上述相同的方法进行GC-MS分析。依据上述所建立的标准指纹信息数据(表1)对所有样品中的26种特征香气成分进行定性和定量分析，若某一样品中该特征物质未检出，记为0；其次，将各个分析样品谱图的原始数据进行Z标准化后合并成图谱矩阵，对其进行PCA分析。

图6为不同采收期库尔勒香梨样品的PCA得分图。前两个主成分(PC1＝53.407％,PC2＝11.768％)累积解释方差为65.175％，能代表样品的大部分信息。同样，由图6中可以看出，提前采摘及催熟剂处理后的样品与正常采摘库尔勒香梨明显的集中在3个不同区域，表明存在显著差异。可见通过PCA可直观看出待鉴别样品与目标水果是否符合。因此，通过建立的风味标准指纹信息结合相应的化学计量分析可为库尔勒香梨风味质量提供有利途径。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，包括如下步骤：

目标水果样品中挥发性成分的富集和检测，分别得到各目标水果样品中香气的原始色谱图；

剔除差异较大样品，筛选品质稳定的正常目标水果样品进行后续目标水果标准指纹信息的构建；

提取筛选出用于后续目标水果标准指纹信息构建的正常目标水果样品中共有挥发性成分；

去除共有挥发成分中对于目标水果风味形成无任何贡献的化合物，筛选出共有模式特征香气成分；

将所述共有模式特征香气成分的相对保留指数和相对含量分别取平均值，作为目标水果香气成分的标准特征信息，从而构建目标水果特征香气标准指纹信息；

检测待鉴别样品中所述共有模式特征香气成分的相对含量，采用相似度评价计算出各待鉴别样品与目标水果共有模式的相似度，和/或通过主成分分析对待鉴别样品品质属性进行判别，如相似度低于相似度阈值和/或待鉴别样品的主成分分析得分与目标样品差异较大，则待鉴别样品与目标水果不符合。

2.根据权利要求1所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，用于挥发性成分富集和检测的目标水果样品选自不同产地和批次，采用固相微萃取方法结合气相色谱质谱联用(SPME-GC-MS)技术对目标水果样品中的挥发性成分进行富集和检测分析。

3.根据权利要求2所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，挥发性成分的富集具体步骤如下：目标水果样品采用低速榨汁，精密称取混和均匀的样品1.0～10.0g，放入至固相微萃取瓶中，迅速盖上瓶盖，将样品瓶放入到35～65℃恒温水浴中，待样品保持为恒温状态时，将老化的固相微萃取萃取头插入样品瓶中，同时推出纤维头，顶空平衡吸附10～60min，吸附后，立即收回纤维头，同时将SPME移至GC中，在250℃条件下解析2～20min。

4.根据权利要求2所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，挥发性成分的检测具体步骤如下：采用气相色谱质谱联用技术对富集的挥发性成分进行检测，其中

其色谱条件如下：美国Finnigan Trace GC/MS，采用DB-WAX毛细管柱，载气为99.999％氦气，流速为1.8mL/min，检测器温度为250℃，进样口温度为250℃，色谱柱升温方式为程序升温，起始柱温为40℃，保持3min，以6℃/min的升温速度升到230℃，保持5min，无分流进样；

质谱条件：电离方式为EV，电子能量70eV，灯丝发射电流为200μA，离子源温度为200℃，接口温度为250℃，扫描质量范围为35～450amu。

5.根据权利要求1所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，所述挥发性成分分析包括挥发性成分的定性和定量分析，具体步骤如下：

定性分析采用将样品色谱图中的每个峰与Willey和NIST数据库中的已知化合物的质谱数据进行比对，同时通过比对文献化合物中的科瓦茨保留指数对所得化合物进行定性；

定量分析采用1,2-二氯苯作为内标物进行定量分析，根据被测化合物和内标物相应的色谱峰面积之比，来计算被测组分的相对含量。

6.根据权利要求5所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，科瓦茨保留指数采用C6-C26的正构烷烃混合物为标准，在与样品相同色谱测定条件下将其进样，通过以下公式计算科瓦茨保留指数KI，KI＝100Z+100[TR(X)-TR(Z)]/[TR(Z+1)-TR(Z)]，式中：TR(X)、TR(Z+1)、TR(Z)分别代表组分及碳原子数为Z、Z+1的正构烷烃的保留时间(min)；Z为碳原子数。

7.根据权利要求1所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，将所述不同样品香气原始色谱图信息导出，将各色谱峰的峰面积进行标准化处理后与样品号建立矩阵，采用系统聚类法对上述样品进行聚类分析以筛选品质稳定的正常目标水果样品。

8.根据权利要求7所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，筛选目标水果样品的具体步骤为：将所述不同样品香气原始谱图信息导出，将各色谱峰的峰面积采用Z得分法进行标准化处理，将标准化后各色谱峰峰面积与样品号建立矩阵，采用组间联接法，以欧式距离为度量标准对上述样品进行聚类分析，剔除差异较大类别样品，筛选品质稳定的正常样品进行后续目标水果标准指纹信息的构建。

9.根据权利要求1所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，共有挥发性成分的提取具体步骤如下：将所述经聚类分析筛选后用于构建标准指纹信息的目标水果样品经GC-MS分析，根据设置的峰宽和初始阈值，在谱峰分析过程中删除峰面积低于预定值和保留时间大于预定时间的峰，依此条件获得的图谱中，采用全频率法、中位法或人工挑选法提取出样品中的共有挥发性成分。

10.根据权利要求9所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，在共有挥发性成分提取过程中，设置峰宽为0.02～0.10，初始阈值为0.10～3.00，在谱峰分析过程中删除峰面积低于10000和保留时间大于35min的峰，依此条件获得的图谱中提取出样品中的共有挥发性成分。

11.根据权利要求1所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，通过GC-O检测筛选出共有模式特征香气成分，具体步骤如下：流出物在毛细管末端以2:1～1:10的分流比分别流入质谱检测器和嗅闻仪，嗅闻仪端口同时由6～10名经过培训的感官评价员进行嗅闻评定实验，记录每种香气物质被闻香员嗅闻到的次数，去除少于半数次数被嗅闻到的挥发性物质，筛选出共有模式特征香气成分。

12.根据权利要求11所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，所述目标水果为新疆库尔勒香梨，构建的特征香气标准指纹信息包括标号为KF1～KF26的26个特征香气共有指纹峰，以1,2-二氯苯作为内标物为参比峰，26个共有指纹峰特征信息以科瓦茨保留指数KI和相对含量(相对峰面积±RSD)表示如下：KF1(890，2.077±0.97)、KF2(1038，1.008±3.73)，KF3(1072，0.457±2.67)，KF4(1080，6.234±1.38)，KF5(1118，0.061±2.02)、KF6(1135，0.090±5.42)、KF7(1160，0.146±0.52)、KF8(1196,0.560±2.22)、KF9(1234，1.238±4.29)、KF10(1257，1.031±0.09)、KF11(1273，0.045±1.26)、KF12(1298，0.149±0.39)、KF13(1333，0.074±2.35)、KF14(1344，0.103±1.97)、KF15(1360，0.097±1.38)、KF16(1371，0.044±5.12)、KF17(1378，0.094±3.52)、KF18(1394，0.067±0.89)、KF19(1398，0.179±2.07)、KF20(1433，0.196±2.31)、KF21(1474，0.279±0.78)、KF22(1535，0.172±2.73)、KF23(1544，0.051±1.98)、KF24(1556，0.516±3.02)、KF25(1598，0.086±4.02)、KF26(1792，0.198±3.01)。

13.根据权利要求1所述的水果风味品质的快速鉴别方法，其特征在于，构建目标水果特征香气标准指纹信息之后通过计算保留时间和峰面积的相对标准偏差(RSD)进行验证，包括精密度试验、重复性试验和样品的稳定性试验，具体步骤如下：

通过对同一处理样品，重复连续进样5次，研究仪器的精密度；

将同一批次目标水果样品平行制备5份供试样品，研究方法的重复性；

将相同目标水果样品处理后，密封于室温条件下保存5d，分别在不同时间下进样分析，研究样品的稳定性。